JP5274546B2 - 上顎洞底挙上術のための超音波チップ - Google Patents

Description

本発明は、歯科医学におけるインプラントに関し、特にインプラントを埋入する部位の前処理のために用いる器具に関する。

上顎骨に長期間に亘って一体化（骨結合）するためには、インプラントは十分な体積の皮質骨に固定される必要がある。しかし、上顎骨にはインプラントを安定した状態で埋入するのに十分な厚みまたは体積を有する皮質骨が常に存在するとは限らない。このような場合には上顎骨の副鼻腔洞側の骨を増生させる必要がある。骨移植片には、患者自身のもの（自家骨）及び外部由来のもの（人口骨）を用いることができる。

図１Ａから図１Ｄは、患者の上顎骨の増生の状態を順に示したものである。図１Ａに示すように、上顎骨１は副鼻腔洞２である空洞を隔てている。インプラントは、上顎骨１の下部に固定される必要がある。上顎骨１において図１Ａで示した部位では、皮質骨の厚みｅは不十分でありインプラントの埋入ができないので、副鼻腔洞２側の骨を増生させる必要がある。歯茎の切断（図示していない）後、医師はまず副鼻腔洞２に至る孔を上顎骨に形成する（図１Ｂ）。上顎骨１は、上顎骨１の内壁に接触している洞粘膜３（別名シュナイダー膜）から構成されている洞底によって副鼻腔洞２から隔たれている。孔を上顎骨に形成した後、洞粘膜３を挙上させ、骨移植片を挿入するための領域を設ける。専用の器具を用いることで洞粘膜の挙上ができる。

図１Ｃに示すように、上顎骨１を介して器具５により副鼻腔洞２へ挿入されるバルーン４を用いて洞粘膜３を挙上させることもできる。バルーン４を膨張させ洞粘膜を押し上げ、洞粘膜と上顎骨１における皮質骨との間の領域を設ける。そして図１Ｄに示すように、この領域に骨移植片６を詰める。

洞粘膜は、他の先の丸い器具を用いて挙上させることもできる。

上顎洞底挙上術は非常に繊細な手術である。これは、洞粘膜は非常に弱いものであり、洞粘膜に直接接触する器具により容易に裂開するためである。洞粘膜が裂開すると、骨移植片が副鼻腔洞内に拡散して術後感染の原因となるので、これはインプラントの成功を左右する非常に重要な問題である。

バルーンを含め、現在、上顎洞底挙上術の実施の際に用いられる器具は、膜との接触面積が非常に小さいので、医師が器具を通じて力を入れすぎると膜は容易に裂開する。さらに、手術部分が見えにくく、また奥に位置するので、医師が膜へ及ぼす力を調節するのは尚難しいという問題もある。また、一部の器具は侵襲性が高すぎる。

本発明は、洞粘膜を裂開させることなく挙上させることができる新しい器具を提供することを目的とする。

超音波振動を生成する手術用のハンドピースを機械的に接続するための近位部からハンドピースにより伝えられた超音波振動を再生成するための遠位部に及ぶ基体を備えた超音波チップを用いることで、この目的は達成される。遠位部は、遠位部の長手軸に実質的に直交する平坦な面により形成された末端を有するとともに断面積が漸増する環状部を含む。基体は、近位部と遠位部との間に屈曲または湾曲部をさらに含む。チップは前記平坦な面において終端する内部灌注路をさらに含む。

本発明に係る超音波チップは、洞粘膜を安全に挙上させることができる形状を有する。洞粘膜の下部に挿入され洞粘膜を挙上させる器具の遠位部は平坦な面を有するので、洞粘膜の下部に挿入して洞粘膜を挙上させるチップの遠位部と膜とが接触したとしても、膜と接触する部位が丸い、もしくは類似の形状である従来の器具を使用する場合に比べると、膜が裂開するおそれは小さい。

さらに本発明によると、チップは遠位部の平坦な面において露出している内部灌注路を含む。本発明に係るチップが、洞粘膜の下部の上顎骨に形成されている孔から挿入されると、チップの平坦な面と洞粘膜との間に灌注流体が注入され、灌注流体のキャビテーションにより洞粘膜を挙上させることができる。超音波振動がチップに伝わると、即座に洞粘膜の下部で灌注流体はキャビテーションを発生させる。キャビテーション（微小な圧力振動）により、膜を皮質骨から離し、挙上させる動作が滑らかになる。上述したとおり、本発明に係る超音波チップによると、洞粘膜に直接接触させることなく洞粘膜を挙上させることができるので、膜が裂開するおそれが尚小さくなる。また、環状部の末端が平坦な面であるので、灌注流体が及ぼす超音波効果の効率は向上する。

さらに、チップは、中央、すなわちチップの近位部と遠位部との間に屈曲部を含む。この屈曲部により、上顎骨の孔にチップを挿入する動作及び洞粘膜を挙上させる動作が容易になる。実際には、洞粘膜を挙上させるために、患者の口から上顎骨を通して本発明に係るチップを挿入する必要がある。チップの基体の屈曲部により、患者の口内にチップの他の部分またはハンドピースの一部を挿入する必要がなくなり、環状部を有するチップの自由端を上顎骨に形成されている孔から容易に挿入することができるので、患者の負担を軽減させることができる。さらに医師は、屈曲部によりチップの自由端における平坦な面を洞粘膜に平行に保つことができるので、均等に膜を挙上させることができる。反対に基体が直線形状であれば、患者の下顎が邪魔となり、医師がチップの自由端における平坦な面を洞粘膜に平行に保ちつつ、上顎骨の孔にチップの自由端を挿入することが困難になる。チップの基体の近位部と遠位部との間の屈曲部における曲げ角度は少なくとも４５度である。

本発明の特別な一側面によれば、内部灌注路が平坦な面の中央において露出している。これにより、灌注流体によるキャビテーションが一様となる。

さらに、本発明の別の側面によれば、平坦な面がその周縁部において丸い端部となっている。これにより、チップのこの部分が膜に接触した場合でも膜が裂開するおそれが尚小さくなる。

環状部の末端における平坦な面の直径は、前記環状部の挿入を可能とするために、骨に形成されている孔の直径と近似している、具体的にはわずかに小さいことが好ましい。平坦な面の直径は、例えば約３ｍｍである。

さらに本発明は、超音波生成器に接続されている少なくとも一つの手術用のハンドピースを備え、超音波生成器がハンドピースに灌注流体を供給する手段を有する超音波歯科機器を提供する。前記ハンドピースは超音波振動を生成する手段と超音波生成器により供給される灌注流体を注入する手段とを含み、上述したような、超音波チップを少なくとも一つ含むことを特徴とする。前記チップはハンドピースにおける超音波振動を生成する手段に機械的に接続されていて、チップの内部灌注路は前記ハンドピースにおける灌注流体を注入する手段に接続されている。

さらに本発明は、副鼻腔洞と上顎骨との間にある洞粘膜を挙上させる方法であって、洞粘膜に至る孔を上顎骨に形成する穿孔ステップを含み、請求項１から６のいずれか一項に記載の超音波チップを前記孔に挿入するステップと、前記チップの内部灌注路に灌注流体を供給するとともにチップに超音波振動を生成させるステップと、をさらに含む方法である。

本発明の他の特徴や利点は、添付の図面を参照しながら非限定的実施形態として以下に各々記載している。

図１Ａから図１Ｄは、上述した上顎骨を増生させるための手術の状態を従来の手順に従って示したものである。 図２は、本発明の一実施形態に係る超音波チップの断面図である。 図３は、本発明の一実施形態に係る超音波チップの斜視図である。 図４は、図２，３で示したチップを含む超音波歯科機器を示す。 図５は、図４で示したハンドピースの断面図である。 図６Ａから図６Ｄは、上顎骨を増生させるための手術において、本発明に係るチップを用いて洞粘膜を挙上させている様子を示す。

図２，３は本発明の一実施形態に係る、洞粘膜を挙上させる際に用いられる超音波チップ１００を示す。

超音波チップ１００は、例えば金属材料により形成された基体１０１から構成され、後述するように振動を生成する手術用のハンドピースを機械的に接続するための近位部１０２からハンドピースにより伝えられた振動を再生成するための遠位部１０３に及ぶ。近位部１０２は、長手軸１０１ａ方向に延びてキャビティ１０４を含む。キャビティ１０４の壁面にはチップをハンドピースに取り付けるためのねじ山１０４ａが設けられている。キャビティ１０４は、基体１０１の内部を延びて遠位部１０３の末端で露出している内部灌注路１０５に繋がっている。

チップ１００の遠位部１０３は、長手軸１０１ｂ方向に延びている。遠位部１０３は、洞粘膜を挙上させるために、患者の口から骨に形成されている孔に挿入される、チップの一部分である。図２，３に示す実施形態では、遠位部１０３は、環状部１０６を含み、内部灌注路１０５の軸に相当するチップの当該部分における長手軸１０１ｂ方向に延びる。環状部１０６の断面積は遠位部１０３の自由端に近づくにつれて漸増する。断面積が漸増する環状部１０６の末端は、チップにおいて、挙上させる洞粘膜に対向する部分である平坦な面１０７を有する。チップが膜に接触した場合でも洞粘膜を損傷させるおそれを小さくするために、平坦な面１０７の周縁部は、突き出た端部ではなく丸い端部１０７ａとなっていることが好ましい。さらに、少なくともチップの環状部は滑らかな外面を有す、すなわち洞粘膜を損傷させるリスクを防止するために、研磨剤によって形づくられていたり、研磨剤に塗布されていたりするものではない。

図２に示したように、基体１００は、近位部１０２と遠位部１０３との間に屈曲部１０８を有する。より正確には、遠位部１０３の長手軸１０１ｂは、近位部１０２の長手軸１０１ａとの少なくとも４５度の曲げ角度σを形成する。後述の図６Ａ，６Ｂで示すように、遠位部のこのような傾きにより、医師が平坦な面を洞粘膜に平行に保ちつつ、患者の口から上顎骨に形成された孔にチップの自由端を挿入することが容易になる。

図４は、上述した超音波チップ１００を備えたハンドピース２００に接続されている超音波生成器３００を有する超音波歯科機器を示す。

図５に示すように、ハンドピース２００は、電気絶縁材料により形成される中空円筒部２０１を有する。中空円筒部２０１は、例えば圧電素子の積層体からなり、導電体２０３，２０４によって超音波生成器３００に電気的に接続されているトランスデューサ２０２を含んでいる。

振動増幅器２０５は、トランスデューサ２０２の前方の面に接触している。チップ１００は、機械的にトランスデューサ２０２に接続されるように、振動増幅器２０５の末端にねじ等で固定されている。こうすると、超音波生成器３００からトランスデューサ２０２に高周波電流が伝えられた際に、チップ１００は長手軸方向に振動し易くなる。チップに伝えられる超音波の強度は、生成器３００における制御装置３０１（ボタン）および選択された制御を表示するディスプレイシステム３０２により制御される。

トランスデューサ２０２は、カウンタウェイト２０６に接触しており、カウンタウェイト２０６の中心において、流路２０７は、振動増幅器２０５内に設けられた流路２０８と超音波生成器３００のポンプ３０３に接続されている可撓チューブ２０９とを一端と他端とで導通させている。超音波生成器３００は、ポンプ３０３に接続されている灌注流体の供給源３０４を含む。したがって、（制御装置３０１により）ポンプ３０３が起動すると、供給源３０４から流れる灌注流体３０５は、可撓チューブ２０９、カウンタウェイトの流路２０７、振動増幅器２０５の流路２０８を流れ、チップ１００の内部灌注路に至る。

このような超音波歯科機器の取り扱い方法は広く知られているので、詳細は割愛する。

上述した、超音波チップと超音波歯科機器を用いた上顎洞底挙上術について、図６Ａから図６Ｄを参照して以下で説明する。

図６Ａは、上顎骨１１と副鼻腔洞１２とを隔てている洞粘膜１３の挙上手術の初期段階を示す。チップの遠位部１０３における断面積が漸増する環状部１０６が、上顎骨１１に事前に形成されていて洞粘膜１３に至る孔１４に挿入される。孔１４に環状部１０６が挿入されると、医師は、チップにて超音波振動を生成させる目的と、チップの内部灌注路１０５を通じて灌注流体を注入する目的で、超音波生成器を起動させる。灌注路は平坦な面１０７の中央において露出しているので、超音波振動がチップまで伝わり、灌注路１０５から灌注流体が注入される際に、洞粘膜の下部で即座にキャビテーションを発生させ、チップに接触することなく洞粘膜を挙上させることができる。灌注路１０５の出口から注入される灌注流体３０５は、洞粘膜１３と平坦な面１０７との間に存在し、超音波振動により励振される。液体媒体中の超音波の挙動は広く知られたものであり、液体中で周期的な圧力波を受ける際に、気泡が形成され、成長し、破裂するというキャビテーション現象を伴う。平坦な面１０７の超音波振動により、流体力学的キャビテーション気泡１５（微小圧力）が、灌注流体３０５中で形成され、固体表面、今回は特に洞粘膜１３に接触することで、破裂（陰圧）するのである。これらの圧力振動は膜に対して空圧効果を及ぼし、膜を徐々にゆっくりと挙上させる。

平坦な面１０７により、チップと洞粘膜が接触したとしても、先が丸い、もしくは類似の形状である器具を使用する場合に比べると、洞粘膜が裂開するおそれは小さい。

さらに、チップと膜との間の灌注流体３０５によるキャビテーションを利用して膜を挙上させるので、洞粘膜１３とチップ１００とは接触しない。従って、チップにより膜が裂開するおそれは尚小さくなる。

図６Ｂ，６Ｃは、副鼻腔洞１２内で、平坦な面１０７の漸進に伴い、洞粘膜１３がわずかに挙上される様子を示す。

灌注流体を使用することで、比較的均等に膜全体を挙上させることができる。図６Ｂに示すように、灌注流体３０５は膜１３の下部に注入され、副鼻腔洞１２の領域に広がる。灌注流体は膜の表面の大部分に実質的に均等な挙上力を及ぼすので、膜の安定した挙上が可能となる。膜のわずかな部分一点のみに接触させる器具を用いた場合は、安定した挙上は不可能である。さらに、図６Ａ，６Ｂに示すように、少なくとも初期段階では洞粘膜を均等に挙上させるために、チップ１００の平坦な面１０７を膜に実質的に平行に挿入して、平行に保つべきである。チップ１００の屈曲部１０８によりこのような位置取りが容易になり、医師は患者の下顎に邪魔されることなくチップ１００の向きおよび位置を保つことができる。

膜の下部に十分な領域を得ることができれば、図６Ｄに示すように、この領域に骨移植片１６を詰めることができ、インプラント１７を埋入することができる。

上述した超音波チップ１００の基体は、屈曲部を含むので、患者の口内における上顎骨に形成された孔に遠位部を挿入することが容易になる。近位部と遠位部との間の屈曲部の曲げ角度は、手術を行う部位に応じて変更してもよい。本発明に係るチップの基体は、手術を行う部位に届くように別形状としてもよい。

チップの遠位部における環状部は別形状としてもよい。上述した超音波チップは、環状部の断面積が曲線的に漸増する（環状部の断面積が非線形に漸増する）。本発明に係るチップの遠位部における環状部の断面積は直線的に漸増するようにしてもよい（環状部の断面積は線形に漸増するようにしてもよい）。本発明に係るチップの遠位部は、直線状（断面積が直線的に漸増する）の形状により広がる円筒部を有していてもよい。また、遠位部はそれ以外の形状でもよい。

Claims (5)

1. 超音波振動を生成する手術用のハンドピース（２００）を機械的に接続するための近位部（１０２）から前記ハンドピースにより伝えられた超音波振動を再生成するための遠位部（１０３）に及ぶ基体（１０１）を備えた、上顎骨に形成された孔に挿入して洞粘膜の挙上を実施するための超音波チップ（１００）であって、
   前記遠位部（１０３）は、前記遠位部の長手軸（１０１ｂ）に実質的に直交する平坦な面（１０７）により形成された末端を有するとともに断面積が漸増する環状部（１０６）を含み、前記基体（１０１）は、前記近位部（１０２）と前記遠位部（１０３）との間に屈曲部を含み、前記平坦な面（１０７）において露出している内部灌注路（１０５）をさらに含み、
   前記屈曲部は、前記近位部と前記遠位部との間において少なくとも４５度の曲げ角度を形成し、
   前記環状部（１０６）および前記遠位部（１０３）は、それぞれ滑らかな外面を有する、超音波チップ（１００）。
2. 前記内部灌注路（１０５）は前記平坦な面（１０７）の中央において露出している請求項１に記載のチップ。
3. 前記平坦な面（１０７）が周縁部において丸い端部（１０７ａ）となっている請求項１または２に記載のチップ。
4. 前記平坦な面（１０７）が、約３ｍｍの直径を有する請求項１から３のいずれか一項に記載のチップ。
5. 超音波生成器（３００）に接続されている少なくとも一つの手術用のハンドピース（２００）を備え、前記超音波生成器は前記ハンドピースに灌注流体（３０５）を供給する手段を含み、前記ハンドピースは超音波振動を生成する手段と前記超音波生成器により供給される前記灌注流体を注入する手段とを含む、超音波歯科機器であって、
   請求項１から４のいずれか一項に記載の超音波チップ（１００）をさらに含み、前記チップは前記ハンドピース（２００）における超音波振動を生成する手段に機械的に接続されていて、前記チップの内部灌注路（１０５）は前記灌注流体を注入する手段に接続されている、超音波歯科機器。

Images